WO2012114918A1 - 太陽電池モジュール及びその製造方法 - Google Patents

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WO2012114918A1
WO2012114918A1 PCT/JP2012/053258 JP2012053258W WO2012114918A1 WO 2012114918 A1 WO2012114918 A1 WO 2012114918A1 JP 2012053258 W JP2012053258 W JP 2012053258W WO 2012114918 A1 WO2012114918 A1 WO 2012114918A1
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solar cell
cell module
colored resin
transparent resin
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齋田　敦
幸弘 吉嶺
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三洋電機株式会社
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    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
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    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy

Definitions

  • the present invention relates to a solar cell module and a manufacturing method thereof.
  • the solar cell module includes solar cells. Solar cells are likely to deteriorate due to contact with moisture and the like. For this reason, it is necessary to isolate a photovoltaic cell from outside air. Therefore, the photovoltaic cell is normally arrange
  • Patent Document 1 describes that, in the filler layer, a portion located between the back surface of the solar battery cell and the back surface side protection member is produced with a colored EVA film. Moreover, since the utilization efficiency of light is improved by using a colored EVA film, it is described that the photoelectric conversion efficiency can be improved.
  • the solar cell module described in Patent Document 1 can be manufactured by thermocompression bonding a laminate in which solar cells are arranged between a colored EVA film and a transparent EVA film.
  • the present invention has been made in view of such a point, and an object thereof is to provide a solar cell module having an improved output and a method capable of manufacturing the solar cell module.
  • the solar battery module according to the present invention includes a resin layer, a solar battery cell, and a wraparound suppressing member.
  • the resin layer has a colored resin layer and a transparent resin layer disposed on the colored resin layer.
  • the solar battery cell is disposed between the colored resin layer and the transparent resin layer so that the back surface faces the colored resin layer side and the light receiving surface faces the transparent resin layer side.
  • the wraparound suppressing member is disposed along at least a part of the outer edge of the solar battery cell between the colored resin layer and the transparent resin layer.
  • the manufacturing method of the solar cell module according to the present invention includes a colored resin layer, a resin layer having a transparent resin layer disposed on the colored resin layer, and a back surface between the colored resin layer and the transparent resin layer.
  • the present invention relates to a method for manufacturing a solar battery module including a solar battery cell that is disposed so that the colored resin layer side faces and the light receiving surface faces the transparent resin layer side.
  • solar cells are arranged between a colored resin sheet for constituting the colored resin layer and a transparent resin sheet for constituting the transparent resin layer, and The laminated body formation process which forms a laminated body by arrange
  • a solar cell module is obtained by heating and laminating the laminate.
  • FIG. 1 is a schematic plan view of the solar cell module according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view taken along line II-II in FIG.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view for explaining the method for manufacturing the solar cell module according to the first embodiment.
  • FIG. 4 is a schematic plan view of the solar cell module according to the second embodiment.
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view taken along line VV in FIG.
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view for explaining a method for manufacturing a solar cell module according to the second embodiment.
  • FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of a solar cell module according to the third embodiment.
  • FIG. 8 is a schematic cross-sectional view for explaining the method for manufacturing the solar cell module according to the third embodiment.
  • FIG. 9 is a schematic plan view of a solar cell module according to the fourth embodiment.
  • FIG. 10 is a schematic cross-sectional view taken along line XX in FIG.
  • FIG. 1 is a schematic plan view of the solar cell module according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view taken along line II-II in FIG. 1 and FIGS. 4, 9, and 11 to be described later, hatched areas are provided in the area where the wraparound suppression member 20 is provided, but hatched areas in FIGS. Does not represent a cross section.
  • the solar cell module 1 includes a light-receiving surface side protection member 10, a back surface side protection member 11, a filler layer 13 as a resin layer, and a solar cell unit 2 including a plurality of solar cells 12.
  • the solar cell module 1 may have a frame surrounding the periphery. Further, a terminal box for taking out electric power may be provided on the light receiving surface side protection member 10 and the back surface side protection member 11.
  • the light receiving surface side protection member 10 is arranged on the light receiving surface 12 a side of the solar battery cell 12.
  • the light-receiving surface side protection member 10 is a member that ensures the mechanical strength of the solar cell module 1. For this reason, it is preferable that the protection member 10 is a member having high rigidity.
  • the light-receiving surface side protection member 10 can be formed of a glass plate, a resin plate, or the like. Especially, it is preferable that the light-receiving surface side protection member 10 is comprised with the glass plate. This is because the glass plate has high rigidity and light transmittance and is excellent in weather resistance.
  • the thickness of the light-receiving surface side protection member 10 is not specifically limited. The thickness of the light-receiving surface side protection member 10 can be set to about 3 mm to 6 mm, for example.
  • the back surface side protection member 11 faces the light receiving surface side protection member 10.
  • the back surface side protection member 11 is arranged on the back surface 12 b side of the solar battery cell 12.
  • the back surface side protection member 11 can be comprised by the resin sheet etc. which have flexibility which consist of polyethylene terephthalate (PET) etc., for example.
  • PET polyethylene terephthalate
  • metal foils such as aluminum foil
  • an inorganic barrier layer with a low water permeability, etc. may be provided, for example.
  • the inorganic barrier layer can be formed of, for example, an inorganic oxide such as silicon oxide, aluminum oxide, or magnesium oxide.
  • the thickness of the back surface side protection member 11 is not specifically limited. The thickness of the back surface side protection member 11 can be set to about 150 ⁇ m to 300 ⁇ m, for example.
  • Solar cell unit 2 is arranged inside filler layer 13.
  • the solar cell unit 2 includes a plurality of solar cell strings 3 that are electrically connected to each other.
  • the solar cell string 3 has a plurality of solar cells 12.
  • the plurality of solar cells 12 are arranged in one direction and are electrically connected in series or in parallel by the wiring member 14. Specifically, the plurality of solar cells 12 are electrically connected in series or in parallel by the solar cells 12 adjacent in one direction being electrically connected by the wiring member 14.
  • the solar battery cell 12 has a photoelectric conversion part and a p-side electrode and an n-side electrode arranged on the photoelectric conversion part.
  • the photoelectric conversion unit is a member that generates carriers such as electrons and holes by receiving light.
  • the photoelectric conversion unit includes, for example, a crystalline semiconductor substrate having one conductivity type, and a p-type amorphous semiconductor layer and an n-type amorphous semiconductor layer disposed on the crystalline semiconductor substrate. It may be.
  • the photoelectric conversion part may have a semiconductor substrate in which the n-type dopant diffusion region and the p-type dopant diffusion region are exposed on the surface.
  • the photoelectric conversion unit includes a p-type or n-type crystalline semiconductor substrate, a p-type amorphous semiconductor layer and an n-type amorphous semiconductor layer formed on the crystalline semiconductor substrate, and a p-type.
  • the solar battery cell 12 is a so-called back junction type solar battery cell in which both the p-side electrode and the n-side electrode are provided on the back surface of the photoelectric conversion unit.
  • Each material of the p-side electrode and the n-side electrode is not particularly limited as long as it is a conductive material.
  • Each of the p-side electrode and the n-side electrode can be composed of, for example, a metal such as silver, copper, aluminum, titanium, nickel, or chromium, or an alloy containing one or more of these metals.
  • each of the p-side electrode and the n-side electrode may be composed of a stacked body of a plurality of conductive layers made of the above metal or alloy, for example.
  • the filler layer 13 as a resin layer is filled between the light-receiving surface side protection member 10 and the back surface side protection member 11.
  • the filler layer 13 is a member for sealing the solar battery cell unit 2. For this reason, the filler layer 13 may be called a sealing layer.
  • the filler layer 13 is composed of a laminate including a colored resin layer 13a and a transparent resin layer 13b laminated on the colored resin layer 13a.
  • the solar cell unit 2 is arranged at the interface between the colored resin layer 13a and the transparent resin layer 13b.
  • the solar cell unit 2 is arranged so that the light receiving surface 12a of the solar cell 12 faces the transparent resin layer 13b side and the back surface 12b faces the colored resin layer 13a side.
  • the filler layer 13 as a resin layer is constituted by a laminate including a colored resin layer 13a and a transparent resin layer 13b.
  • the resin layer is not particularly limited as long as it has a colored resin layer located on the back surface side and a transparent resin layer located on the light receiving surface side and adjacent to the colored resin layer.
  • the resin layer may have a resin layer other than the colored resin layer and the transparent resin layer.
  • each of the colored resin layer and the transparent resin layer may be composed of a plurality of resin layers.
  • the transparent resin layer 13 b is disposed between the light receiving surface 12 a of the solar battery cell 12 and the light receiving surface side protection member 10.
  • the transparent resin layer 13 b is a resin layer that transmits light in a wavelength region used for photoelectric conversion in the solar battery cell 12.
  • the transparent resin layer 13b preferably has an average light transmittance of 85% or more in a wavelength region of 400 nm to 1100 nm.
  • the transparent resin layer 13b includes, for example, ethylene / vinyl acetate copolymer (EVA), EEA copolymer (Ethylene-Ethylacrylate Copolymer), silicone resin, urethane resin, epoxy resin, polyvinyl butyral (PVB), ethylene / vinyl alcohol copolymer. It can be formed of a resin composition containing at least one kind of polymer, acrylic resin, polyethylene (PE), and polypropylene (PP), or at least one kind of these resins.
  • EVA ethylene / vinyl acetate copolymer
  • EEA copolymer Ethylene-Ethylacrylate Copolymer
  • silicone resin urethane resin
  • epoxy resin epoxy resin
  • PVB polyvinyl butyral
  • ethylene / vinyl alcohol copolymer ethylene / vinyl alcohol copolymer
  • the colored resin layer 13 a is disposed between the back surface 12 b of the solar battery cell 12 and the back surface side protection member 11.
  • the colored resin layer 13a may be formed of, for example, a resin composition containing a resin and a colorant.
  • the colored resin layer 13a may be made of a colored resin such as a white resin.
  • the colorant include, for example, white colorants such as titanium oxide particles and calcium carbonate particles, blue colorants such as ultramarine, black colorants such as carbon black, and coloring such as glass beads and light scattering materials.
  • white colorants such as titanium oxide particles and calcium carbonate particles
  • blue colorants such as ultramarine
  • black colorants such as carbon black
  • coloring such as glass beads and light scattering materials.
  • white titanium oxide particles are preferably used as the colorant.
  • Examples of the resin contained in the colored resin layer 13a include ethylene / vinyl acetate copolymer (EVA), EEA copolymer (Ethylene-Ethylacrylate Copolymer), silicone resin, urethane resin, epoxy resin, polyvinyl butyral (PVB), ethylene, and the like.
  • EVA ethylene / vinyl acetate copolymer
  • EEA copolymer Ethylene-Ethylacrylate Copolymer
  • silicone resin urethane resin
  • epoxy resin epoxy resin
  • polyvinyl butyral (PVB) polyvinyl butyral
  • ethylene polyvinyl butyral
  • -It can be set as at least 1 type of resin of at least 1 type of those of vinyl alcohol copolymer, an acrylic resin, polyethylene (PE), and polypropylene (PP), and those resins.
  • the resin contained in the colored resin layer 13a may be the same as or different from the resin contained in the transparent resin layer 13b.
  • a wraparound suppressing member 20 Between the colored resin layer 13a and the transparent resin layer 13b, a wraparound suppressing member 20 is disposed. Specifically, the wraparound suppressing member 20 is disposed along at least a part of the outer edge of the solar battery cell 12. More specifically, the wraparound suppressing member 20 is disposed so as to surround a region where the plurality of solar cells 12 are provided. In other words, the wraparound suppressing member 20 has a frame shape so as to surround the solar cell unit 2. The wraparound suppressing member 20 is disposed so as to overlap the outer peripheral portion of the solar battery cell unit 2 in plan view.
  • the wraparound suppressing member 20 is composed of a plate member.
  • the “plate member” includes a sheet member having a small thickness. That is, the “plate member” is a member having first and second main surfaces facing each other regardless of its thickness.
  • the wraparound suppressing member 20 is formed of a resin tape having an adhesive layer provided on one surface.
  • the resin tape can be formed of, for example, acrylic resin, polyethylene terephthalate (PET), polypropylene (PP), polyimide, polyphenylene sulfide (PPS), nonwoven fabric, or the like.
  • the thickness of the resin tape is preferably 10 ⁇ m to 200 ⁇ m, and more preferably about 30 ⁇ m.
  • the adhesive layer may be made of an adhesive material mainly composed of acrylic, urethane, silicon, or the like.
  • the wraparound suppressing member 20 is adhered to the solar battery cell 12 and at least one of the colored resin layer 13a and the transparent resin layer 13b.
  • the wraparound suppressing member 20 is bonded to the back surface 12b of the solar battery cell 12 and the transparent resin layer 13b. For this reason, the wraparound suppressing member 20 is not located on the light receiving surface 12 a of the solar battery cell 12.
  • the wraparound suppression member 20 is arrange
  • the wraparound suppressing member 20 may be transparent, or may be colored such as white or black.
  • the transparent resin sheet 22 for constituting the transparent resin layer 13b, the colored resin sheet 21 for constituting the colored resin layer 13a, the solar cell unit 2, the wraparound suppressing member 20, and the light receiving surface side protective member 10 and the back side protection member 11 are prepared.
  • the solar battery cell unit 2 is fixed to the transparent resin sheet 22 using the wraparound suppressing member 20. Specifically, the solar cell unit 2 is fixed to the transparent resin sheet 22 by bonding the wraparound suppressing member 20 to the solar cell unit 2 and the transparent resin sheet 22. When the solar cell unit 2 is fixed, the light receiving surface 12a of the solar cell 12 faces the transparent resin sheet 22 side.
  • the transparent resin sheet 22, the colored resin sheet 21, and the back surface side protection member 11, to which the solar cell unit 2 is fixed by the light receiving surface side protection member 10 and the wraparound suppression member 20, are laminated in this order.
  • the solar cell module 1 shown in FIGS. 1 and 2 can be completed by heating and laminating the laminate 30 (laminating step). Moreover, you may perform a curing process etc. as needed.
  • the transparent resin sheet and the colored resin sheet are heated to a temperature at which the transparent resin sheet and the colored resin sheet have fluidity. For this reason, in a lamination process, there exists a possibility that a colored resin sheet may wrap around to the light-receiving surface side of a photovoltaic cell. When the colored resin sheet wraps around the light receiving surface, a part of the light entering the light receiving surface is blocked by the colored resin layer. Therefore, the light receiving efficiency on the light receiving surface is lowered. Therefore, the output of the solar cell module is reduced.
  • the wraparound suppressing member 20 is provided.
  • the wraparound suppressing member 20 suppresses the wrapping of the colored resin sheet 21.
  • the wraparound suppressing member 20 is provided at the outer edge portion of the solar cell unit 2 in which the colored resin sheet 21 is likely to wrap around, the wraparound of the colored resin sheet 21 is more effectively suppressed. . Therefore, in this embodiment, it is suppressed that a part of colored resin layer is located on the light-receiving surface 12a. As a result, it is possible to suppress a decrease in light receiving efficiency on the light receiving surface 12a. Therefore, the solar cell module 1 having an improved output can be manufactured.
  • the wraparound suppressing member 20 has a higher melting point than the colored resin sheet 21 in the laminating process and a higher viscosity than the colored resin sheet 21 in the laminating process. It is preferable to use a member. Specifically, it is preferable to use a wraparound suppressing member 20 having a smaller melt mass flow rate (MFR) than the colored resin sheet 21. Moreover, it is more preferable to use a member having a higher melting point than the colored resin sheet 21 and the transparent resin sheet 22 and a higher viscosity than the colored resin sheet 21 and the transparent resin sheet 22 in the laminating step as the wraparound suppressing member 20.
  • MFR melt mass flow rate
  • the wraparound suppressing member 20 is bonded to the back surface 12b and is not located on the light receiving surface 12a. Therefore, the light incident on the light receiving surface 12a is not blocked by the sneak suppressing member 20. Therefore, the solar cell module 1 having a more improved output can be manufactured.
  • the solar battery cell 12 and the transparent resin sheet 22 are fixed in advance by the wraparound suppressing member 20. For this reason, the position shift of the photovoltaic cell 12 in a lamination process can be suppressed. Therefore, the arrangement accuracy of the solar battery cells 12 can be increased.
  • FIG. 4 is a schematic plan view of the solar cell module according to the second embodiment.
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view taken along line VV in FIG.
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view for explaining a method for manufacturing a solar cell module according to the second embodiment.
  • the wraparound suppressing member 20 is provided around the solar cell unit 2 but is not provided between the solar cells 12 has been described.
  • the present invention is not limited to this configuration.
  • the wraparound suppressing member 20 is arranged between the solar cells 12 together with the periphery of the solar cell unit 2, and each of the plurality of solar cells 12 is moved by the wraparound suppressing member 20. It may be surrounded. By doing in this way, the wraparound to the light-receiving surface 12a side of the colored resin sheet 21 can be suppressed more effectively. As a result, a solar cell module having further improved output can be manufactured.
  • the solar cell module of this embodiment is manufactured by arrange
  • the entire outer periphery of the solar battery cell 12 is fixed to the transparent resin sheet 22, there is an advantage that the solar battery cell 12 can be fixed more firmly to the transparent resin sheet 22.
  • FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of a solar cell module according to the third embodiment.
  • FIG. 8 is a schematic cross-sectional view for explaining the method for manufacturing the solar cell module according to the third embodiment.
  • the wraparound suppressing member 20 is bonded to the back surface 12b and the transparent resin layer 13b.
  • the wraparound suppressing member may not be adhered to the solar battery cell, the transparent resin sheet, and the colored resin sheet.
  • the wraparound suppressing member 20 may be bonded to the light receiving surface 12 a and the colored resin sheet 21. Even in these cases, the effect that the wraparound of the colored resin sheet 21 to the light receiving surface 12a side can be suppressed is obtained.
  • the wraparound suppressing member 20 is disposed on the light receiving surface 12a side, the wraparound suppressing member 20 is preferably transparent.
  • the solar cell module of the present embodiment can be manufactured by adhering the wraparound suppressing member 20 to the light receiving surface 12a and the colored resin sheet 21 in the laminate forming step, as shown in FIG.
  • the example in which the frame-like wraparound suppressing member 20 is arranged so as to surround the solar cell unit 2 has been described.
  • the wraparound suppressing member 20 is bonded to the light receiving surface 12a, the first As in the second embodiment, the grid-like wraparound suppressing member 20 may be disposed so as to surround each solar battery cell 12.
  • FIG. 9 is a schematic plan view of a solar cell module according to the fourth embodiment.
  • FIG. 10 is a schematic cross-sectional view taken along line XX in FIG.
  • FIG. 11 is a schematic plan view of a solar cell module according to the fifth embodiment.
  • the wraparound suppressing member 20 is formed of a flexible resin sheet provided with an adhesive layer on one surface.
  • the present invention is not limited to this configuration.
  • a frame-like or lattice-like hard wraparound suppressing member 20 is arranged so as to surround the solar cell unit 2. Even in this case, the wraparound of the colored resin sheet 21 toward the light receiving surface 12a can be effectively suppressed.
  • the hard wraparound suppressing member 20 can be formed of, for example, ceramics, or can be formed of a member obtained by coating a main body made of metal or alloy with an insulating layer.
  • the solar cell module includes a plurality of solar cells 12
  • the present invention is not limited to this configuration.
  • the solar cell module may have one solar cell.

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Abstract

　改善された出力を有する太陽電池モジュール及びその太陽電池モジュールを製造し得る方法を提供する。　太陽電池モジュール１は、樹脂層１３と、太陽電池セル１２と、回り込み抑制部材２０とを備えている。樹脂層１３は、着色樹脂層１３ａと、着色樹脂層１３ａの上に配置された透明樹脂層１３ｂとを有する。太陽電池セル１２は、着色樹脂層１３ａと透明樹脂層１３ｂとの間において、裏面１２ｂが着色樹脂層１３ａ側を向き、受光面１２ａが透明樹脂層１３ｂ側を向くように配置されている。回り込み抑制部材２０は、着色樹脂層１３ａと透明樹脂層１３ｂとの間において、太陽電池セル１２の外縁の少なくとも一部に沿って配置されている。

Description

太陽電池モジュール及びその製造方法
　本発明は、太陽電池モジュール及びその製造方法に関する。
　太陽電池モジュールは、太陽電池セルを備えている。太陽電池セルは、水分などとの接触により劣化しやすい。このため、太陽電池セルを外気から隔離する必要がある。従って、太陽電池セルは、通常、表裏を保護するための保護部材の間に設けられている充填剤層の内部に配置されている。
　特許文献１には、充填剤層のうち、太陽電池セルの裏面と裏面側保護部材との間に位置している部分を着色ＥＶＡフィルムにより作製することが記載されている。また、着色ＥＶＡフィルムを用いることにより、光の利用効率が高められるため、光電変換効率を向上できる旨が記載されている。
特開２００３－２５８２８３号公報
　特許文献１に記載の太陽電池モジュールは、着色ＥＶＡフィルムと、透明ＥＶＡフィルムとの間に太陽電池セルが配置された積層体を加熱圧着することにより製造することができる。
　しかしながら、このような製造方法で特許文献１に記載の太陽電池モジュールを製造した場合、着色ＥＶＡが太陽電池セルの受光面側に回り込んでしまうという懸念がある。そうすると、受光面に入射しようとする光の一部が着色ＥＶＡにより遮られてしまう。従って、受光面における受光効率が低下してしまうため、太陽電池モジュールの出力が低くなってしまうという問題が生じる。
　本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、改善された出力を有する太陽電池モジュール及びその太陽電池モジュールを製造し得る方法を提供することにある。
　本発明に係る太陽電池モジュールは、樹脂層と、太陽電池セルと、回り込み抑制部材とを備えている。樹脂層は、着色樹脂層と、着色樹脂層の上に配置された透明樹脂層とを有する。太陽電池セルは、着色樹脂層と透明樹脂層との間において、裏面が着色樹脂層側を向き、受光面が透明樹脂層側を向くように配置されている。回り込み抑制部材は、着色樹脂層と透明樹脂層との間において、太陽電池セルの外縁の少なくとも一部に沿って配置されている。
　本発明に係る太陽電池モジュールの製造方法は、着色樹脂層と、着色樹脂層の上に配置された透明樹脂層とを有する樹脂層と、着色樹脂層と透明樹脂層との間において、裏面が着色樹脂層側を向き、受光面が透明樹脂層側を向くように配置された太陽電池セルとを備える太陽電池モジュールの製造方法に関する。本発明に係る太陽電池モジュールの製造方法では、着色樹脂層を構成するための着色樹脂シートと、透明樹脂層を構成するための透明樹脂シートとの間に、太陽電池セルを配置すると共に、太陽電池セルの外縁の少なくとも一部に沿うように回り込み抑制部材を配置することにより積層体を形成する積層体形成工程を行う。積層体を加熱してラミネートすることにより太陽電池モジュールを得る。
　本発明によれば、改善された出力を有する太陽電池モジュール及びその太陽電池モジュールを製造し得る方法を提供することができる。
図１は、第１の実施形態に係る太陽電池モジュールの略図的平面図である。 図２は、図１の線ＩＩ－ＩＩにおける略図的断面図である。 図３は、第１の実施形態における太陽電池モジュールの製造方法を説明するための略図的断面図である。 図４は、第２の実施形態に係る太陽電池モジュールの略図的平面図である。 図５は、図４の線Ｖ－Ｖにおける略図的断面図である。 図６は、第２の実施形態における太陽電池モジュールの製造方法を説明するための略図的断面図である。 図７は、第３の実施形態に係る太陽電池モジュールの略図的断面図である。 図８は、第３の実施形態における太陽電池モジュールの製造方法を説明するための略図的断面図である。 図９は、第４の実施形態に係る太陽電池モジュールの略図的平面図である。 図１０は、図９の線Ｘ－Ｘにおける略図的断面図である。 図１１は、第５の実施形態に係る太陽電池モジュールの略図的平面図である。
　以下、本発明を実施した好ましい形態の一例について説明する。但し、下記の実施形態は、単なる一例である。本発明は、以下の実施形態に何ら限定されない。
　また、以下の実施形態において参照する各図面において、実質的に同一の機能を有する部材は同一の符号で参照することとする。また、実施形態において参照する図面は、模式的に記載されたものであり、図面に描画された物体の寸法の比率などは、現実の物体の寸法の比率などとは異なる場合がある。図面相互間においても、物体の寸法比率等が異なる場合がある。具体的な物体の寸法比率等は、以下の説明を参酌して判断されるべきである。
　（第１の実施形態）
　図１は、第１の実施形態に係る太陽電池モジュールの略図的平面図である。図２は、図１の線ＩＩ－ＩＩにおける略図的断面図である。なお、図１及び後述の図４，９，１１においては、回り込み抑制部材２０が設けられている領域にハッチングを附しているが、図１，４，９，１１においてハッチングが附された領域は、断面を表していない。
　太陽電池モジュール１は、受光面側保護部材１０と、裏面側保護部材１１と、樹脂層としての充填剤層１３と、複数の太陽電池セル１２を含む太陽電池セルユニット２とを備えている。
　なお、太陽電池モジュール１は周囲を囲繞する枠体を有していても良い。また、受光面側保護部材１０，裏面側保護部材１１の上に、電力取り出し用の端子ボックスを有していても良い。
　（受光面側保護部材１０及び裏面側保護部材１１）
　受光面側保護部材１０は、太陽電池セル１２の受光面１２ａ側に配されている。受光面側保護部材１０は、太陽電池モジュール１の機械的強度を担保する部材である。このため、保護部材１０は、高い剛性を有する部材であることが好ましい。受光面側保護部材１０は、ガラス板や樹脂板などにより構成することができる。なかでも、受光面側保護部材１０は、ガラス板により構成されていることが好ましい。ガラス板は、剛性及び光透過率が高く、かつ耐候性に優れているからである。なお、受光面側保護部材１０の厚さは、特に限定されない。受光面側保護部材１０の厚さは、例えば、３ｍｍ～６ｍｍ程度とすることができる。
　裏面側保護部材１１は、受光面側保護部材１０と対向している。裏面側保護部材１１は、太陽電池セル１２の裏面１２ｂ側に配されている。裏面側保護部材１１は、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などからなる可撓性を有する樹脂シートなどにより構成することができる。なお、裏面側保護部材１１を構成する樹脂シートの内部には、例えば、アルミニウム箔などの金属箔や、水分透過性が低い無機バリア層等が設けられていてもよい。無機バリア層は、例えば、酸化珪素、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム等の無機酸化物などにより形成することができる。なお、裏面側保護部材１１の厚さは、特に限定されない。裏面側保護部材１１の厚さは、例えば、１５０μｍ～３００μｍ程度とすることができる。
　（太陽電池セルユニット２）
　充填剤層１３の内部には、太陽電池セルユニット２が配置されている。太陽電池セルユニット２は、互いに電気的に接続されている複数の太陽電池セルストリング３を備えている。太陽電池セルストリング３は、複数の太陽電池セル１２を有する。複数の太陽電池セル１２は、一の方向に配列され、配線材１４によって直列または並列に電気的に接続されている。具体的には、複数の太陽電池セル１２は、一の方向において隣り合う太陽電池セル１２同士が配線材１４によって電気的に接続されることによって、直列または並列に電気的に接続されている。
　太陽電池セル１２は、光電変換部と、光電変換部の上に配されたｐ側電極及びｎ側電極とを有する。光電変換部は、受光することによって電子や正孔などのキャリアを生成させる部材である。光電変換部は、例えば、一の導電型を有する結晶性半導体基板と、その結晶性半導体基板の上に配されているｐ型非晶質半導体層及びｎ型非晶質半導体層とを有するものであってもよい。また、光電変換部は、ｎ型ドーパント拡散領域とｐ型ドーパント拡散領域とが表面に露出している半導体基板を有するものであってもよい。
　なかでも、光電変換部は、ｐ型またはｎ型の結晶性半導体基板と、結晶性半導体基板の上に形成されているｐ型非晶質半導体層及びｎ型非晶質半導体層と、ｐ型非晶質半導体層及びｎ型非晶質半導体層と結晶性半導体基板との間に配されている、発電に実質的に寄与しない程度の厚みのｉ型非晶質半導体層とを備えるものであることが好ましい。
　また、太陽電池セル１２は、ｐ側電極及びｎ側電極の両方が光電変換部の裏面の上に設けられている所謂裏面接合型の太陽電池セルであることが好ましい。
　ｐ側電極及びｎ側電極のそれぞれの材質は、導電材料である限りにおいて特に限定されない。ｐ側電極及びｎ側電極のそれぞれは、例えば、銀、銅、アルミニウム、チタン、ニッケル、クロムなどの金属や、それらの金属のうちの一種以上を含む合金により構成することができる。また、ｐ側電極及びｎ側電極のそれぞれは、例えば、上記金属や合金からなる複数の導電層の積層体により構成されていてもよい。
　（充填剤層１３）
　樹脂層として充填剤層１３は、受光面側保護部材１０と裏面側保護部材１１との間に充填されている。この充填剤層１３は、太陽電池セルユニット２を封止するための部材である。このため、充填剤層１３は、封止層と呼ばれることもある。
　充填剤層１３は、着色樹脂層１３ａと、着色樹脂層１３ａの上に積層されている透明樹脂層１３ｂとを含む積層体により構成されている。これら着色樹脂層１３ａと透明樹脂層１３ｂとの間の界面に太陽電池セルユニット２が配されている。太陽電池セルユニット２は、太陽電池セル１２の受光面１２ａが透明樹脂層１３ｂ側を向き、裏面１２ｂが着色樹脂層１３ａ側を向くように配されている。
　なお、本実施形態では、樹脂層としての充填剤層１３が着色樹脂層１３ａと透明樹脂層１３ｂとからなる積層体により構成されている。但し、本発明においては、樹脂層は、裏面側に位置する着色樹脂層と、受光面側に位置し、着色樹脂層に隣接する透明樹脂層とを有する限りにおいて特に限定されない。樹脂層は、着色樹脂層及び透明樹脂層以外の樹脂層を有していてもよい。また、着色樹脂層及び透明樹脂層のそれぞれが複数の樹脂層により構成されていてもよい。
　（透明樹脂層１３ｂ）
　透明樹脂層１３ｂは、太陽電池セル１２の受光面１２ａと受光面側保護部材１０との間に配置されている。ここで、透明樹脂層１３ｂは、太陽電池セル１２における光電変換に使用される波長域の光を透過させる樹脂層である。透明樹脂層１３ｂは、４００ｎｍ～１１００ｎｍの波長域における平均光透過率が８５％以上のものであることが好ましい。
　透明樹脂層１３ｂは、例えば、エチレン・酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、ＥＥＡ共重合体（Ｅｔｈｙｌｅｎｅ－Ｅｔｈｙｌａｃｒｙｌａｔｅ　Ｃｏｐｏｌｙｍｅｒ）、シリコーン樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）、エチレン・ビニルアルコール共重合体、アクリル樹脂、ポリエチレン（ＰＥ）及びポリプロピレン（ＰＰ）のうちの少なくとも一種の樹脂や、それらの樹脂のうちの少なくとも一種の樹脂を含む樹脂組成物により形成することができる。
　（着色樹脂層１３ａ）
　着色樹脂層１３ａは、太陽電池セル１２の裏面１２ｂと裏面側保護部材１１との間に配置されている。着色樹脂層１３ａは、例えば、樹脂と、着色剤とを含む樹脂組成物により形成されていてもよい。また、着色樹脂層１３ａは、例えば、白色樹脂などの有色樹脂により構成されていてもよい。
　着色剤の具体例としては、例えば、酸化チタン粒子、炭酸カルシウム粒子などの白色の着色剤、ウルトラマリン等の青色着色剤、カーボンブラック等の黒色着色剤、ガラスビーズや光散乱材などの、着色樹脂層１３ａを乳白色にさせる着色剤等が挙げられる。これらの中でも、白色の酸化チタン粒子が着色剤として好ましく用いられる。白色の酸化チタン粒子を着色樹脂層１３ａに含ませることにより、着色樹脂層１３ａにおいて光が散乱しやすくなり、太陽電池モジュール１の光電変換効率をより高めることができるためである。
　着色樹脂層１３ａに含まれる樹脂は、例えば、エチレン・酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、ＥＥＡ共重合体（Ｅｔｈｙｌｅｎｅ－Ｅｔｈｙｌａｃｒｙｌａｔｅ　Ｃｏｐｏｌｙｍｅｒ）、シリコーン樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）、エチレン・ビニルアルコール共重合体、アクリル樹脂、ポリエチレン（ＰＥ）及びポリプロピレン（ＰＰ）のうちの少なくとも一種の樹脂や、それらの樹脂のうちの少なくとも一種の樹脂とすることができる。着色樹脂層１３ａに含まれる樹脂は、透明樹脂層１３ｂに含まれる樹脂と同じであってもよいし、異なっていてもよい。
　（回り込み抑制部材２０）
　着色樹脂層１３ａと透明樹脂層１３ｂとの間には、回り込み抑制部材２０が配置されている。具体的には、回り込み抑制部材２０は、太陽電池セル１２の外縁の少なくとも一部に沿って配置されている。より具体的には、回り込み抑制部材２０は、複数の太陽電池セル１２が設けられた領域を包囲するように配置されている。換言すれば、回り込み抑制部材２０は、太陽電池セルユニット２を包囲するように額縁状とされている。回り込み抑制部材２０は、平面視において、太陽電池セルユニット２の外周部と重なるように配置されている。
　回り込み抑制部材２０は、板状部材により構成されている。ここで、「板状部材」には、厚みが薄いシート状部材が含まれるものとする。すなわち、「板状部材」には、対向する第１及び第２の主面を有する部材であれば、その厚みに関わらず含まれるものとする。
　具体的には、本実施形態では、回り込み抑制部材２０は、一方の面に接着剤層が設けられた樹脂テープにより構成されている。このため、回り込み抑制部材２０は、可撓性を有している。なお、樹脂テープは、例えば、アクリル樹脂、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリイミド、ポリフェニレンスルファイド（ＰＰＳ）、不織布などにより形成することができる。樹脂テープの厚みは、１０μｍ～２００μｍであることが好ましく、３０μｍ程度であることがより好ましい。また、接着剤層は、例えば、アクリル、ウレタン、シリコンなどを主成分とした粘着材により構成されていてもよい。
　回り込み抑制部材２０は、太陽電池セル１２と、着色樹脂層１３ａ及び透明樹脂層１３ｂの少なくとも一方とに接着されている。本実施形態では、具体的には、回り込み抑制部材２０は、太陽電池セル１２の裏面１２ｂと、透明樹脂層１３ｂとに接着されている。このため、回り込み抑制部材２０は、太陽電池セル１２の受光面１２ａの上には位置していない。
　なお、本実施形態では、回り込み抑制部材２０が裏面１２ｂ側に配置されているため、回り込み抑制部材２０の色は特に限定されない。回り込み抑制部材２０は、透明であってもよいし、白色や黒色等の有色であってもよい。
　（太陽電池モジュール１の製造方法）
　次に、図３を参照しながら、太陽電池モジュール１の製造方法の一例について説明する。
　まず、透明樹脂層１３ｂを構成するための透明樹脂シート２２と、着色樹脂層１３ａを構成するための着色樹脂シート２１と、太陽電池セルユニット２と、回り込み抑制部材２０と、受光面側保護部材１０，裏面側保護部材１１とを用意する。
　次に、透明樹脂シート２２に、太陽電池セルユニット２を、回り込み抑制部材２０を用いて固定する。具体的には、回り込み抑制部材２０を太陽電池セルユニット２と透明樹脂シート２２とに接着することにより、太陽電池セルユニット２を透明樹脂シート２２に固定する。なお、太陽電池セルユニット２の固定に際しては、太陽電池セル１２の受光面１２ａが透明樹脂シート２２側を向くようにする。
　次に、受光面側保護部材１０、回り込み抑制部材２０により太陽電池セルユニット２が固定された透明樹脂シート２２、着色樹脂シート２１並びに裏面側保護部材１１をこの順番で積層し、積層体３０を作製する（積層体形成工程）。
　次に、積層体３０を加熱してラミネートすることにより図１及び図２に示す太陽電池モジュール１を完成させることができる（ラミネート工程）。また、必要に応じて、キュア工程等を行ってもよい。
　ラミネート工程においては、透明樹脂シート及び着色樹脂シートが流動性を有する温度にまで透明樹脂シート及び着色樹脂シートを加熱する。このため、ラミネート工程において、着色樹脂シートが太陽電池セルの受光面側にまで回り込んでしまうおそれがある。着色樹脂シートが受光面側に回り込んでしまうと、受光面に入射しようとする光の一部が着色樹脂層により遮られる。よって、受光面における受光効率が低下してしまう。従って、太陽電池モジュールの出力が低下してしまう。
　それに対して本実施形態では、回り込み抑制部材２０が設けられている。この回り込み抑制部材２０により、着色樹脂シート２１の回り込みが抑制される。特に、本実施形態では、着色樹脂シート２１の回り込みが生じやすい太陽電池セルユニット２の外縁部に回り込み抑制部材２０が設けられているため、着色樹脂シート２１の回り込みがより効果的に抑制される。従って、本実施形態では、受光面１２ａの上に着色樹脂層の一部が位置することが抑制される。その結果、受光面１２ａにおける受光効率の低下を抑制できる。従って、改善された出力を有する太陽電池モジュール１を製造することができる。
　着色樹脂シート２１の回り込みをさらに効果的に抑制する観点からは、回り込み抑制部材２０として、ラミネート工程において、着色樹脂シート２１よりも融点が高く、ラミネート工程において着色樹脂シート２１よりも高い粘度を有する部材を用いることが好ましい。具体的には、回り込み抑制部材２０として、着色樹脂シート２１よりもメルトマスフローレイト（ＭＦＲ）が小さいものを用いることが好ましい。また、回り込み抑制部材２０として、着色樹脂シート２１及び透明樹脂シート２２よりも融点が高く、ラミネート工程において着色樹脂シート２１及び透明樹脂シート２２よりも高い粘度を有する部材を用いることが更に好ましい。
　また、回り込み抑制部材２０は、裏面１２ｂに接着されており、受光面１２ａの上には位置していない。従って、受光面１２ａに入射する光が回り込み抑制部材２０によって遮られない。従って、より改善された出力を有する太陽電池モジュール１を製造することができる。
　また、本実施形態では、回り込み抑制部材２０により太陽電池セル１２と透明樹脂シート２２とを予め固定しておく。このため、ラミネート工程における太陽電池セル１２の位置ズレを抑制することができる。従って、太陽電池セル１２の配置精度を高めることができる。
　以下、本発明を実施した好ましい形態の他の例について説明する。以下の説明において、上記第１の実施形態と実質的に共通の機能を有する部材を共通の符号で参照し、説明を省略する。
　（第２の実施形態）
　図４は、第２の実施形態に係る太陽電池モジュールの略図的平面図である。図５は、図４の線Ｖ－Ｖにおける略図的断面図である。図６は、第２の実施形態における太陽電池モジュールの製造方法を説明するための略図的断面図である。
　上記第１の実施形態では、回り込み抑制部材２０が太陽電池セルユニット２の周囲に設けられているものの、太陽電池セル１２間には設けられていない例について説明した。但し、本発明は、この構成に限定されない。
　例えば、図４及び図５に示すように、太陽電池セルユニット２の周囲と共に、太陽電池セル１２間にも回り込み抑制部材２０を配置し、複数の太陽電池セル１２のそれぞれを回り込み抑制部材２０により包囲するようにしてもよい。このようにすることにより、着色樹脂シート２１の受光面１２ａ側への回り込みをより効果的に抑制することができる。その結果、さらに改善された出力を有する太陽電池モジュールを製造することができる。
　なお、本実施形態の太陽電池モジュールは、図６に示すように、積層体形成工程において、太陽電池セルユニット２の周囲と共に、太陽電池セル１２間にも回り込み抑制部材２０を配置することにより製造することができる。この場合、太陽電池セル１２の外周全体が透明樹脂シート２２に固定されることになるため、太陽電池セル１２を透明樹脂シート２２に対してより強固に固定できるというメリットも得られる。
 　（第３の実施形態）
　図７は、第３の実施形態に係る太陽電池モジュールの略図的断面図である。図８は、第３の実施形態における太陽電池モジュールの製造方法を説明するための略図的断面図である。
　上記第１の実施形態では、回り込み抑制部材２０を裏面１２ｂ及び透明樹脂層１３ｂに接着する例について説明した。但し、本発明は、この構成に限定されない。回り込み抑制部材を太陽電池セル並びに透明樹脂シート及び着色樹脂シートに接着しないようにしてもよい。また、図７に示すように、回り込み抑制部材２０を受光面１２ａ及び着色樹脂シート２１に接着するようにしてもよい。これらの場合であっても、着色樹脂シート２１の受光面１２ａ側への回り込みを抑制できるという効果が得られる。
　但し、本実施形態では、回り込み抑制部材２０が受光面１２ａ側に配置されているため、回り込み抑制部材２０が透明であることが好ましい。
　本実施形態の太陽電池モジュールは、積層体形成工程において、図８に示すように、回り込み抑制部材２０を受光面１２ａ及び着色樹脂シート２１に接着することにより製造することができる。
　なお、本実施形態では、額縁状の回り込み抑制部材２０を太陽電池セルユニット２を包囲するように配置する例について説明したが、回り込み抑制部材２０を受光面１２ａに接着する場合においても、上記第２の実施形態のように格子状の回り込み抑制部材２０を各太陽電池セル１２を包囲するように配置してもよい。
　（第４及び第５の実施形態）
　図９は、第４の実施形態に係る太陽電池モジュールの略図的平面図である。図１０は、図９の線Ｘ－Ｘにおける略図的断面図である。図１１は、第５の実施形態に係る太陽電池モジュールの略図的平面図である。
　上記第１～第３の実施形態では、回り込み抑制部材２０が、一方の面に接着剤層が設けられた可撓性を有する樹脂シートにより構成されている例について説明した。但し、本発明は、この構成に限定されない。
　図９～図１１に示す第４及び第５の実施形態の太陽電池モジュールでは、額縁状または格子状の硬質の回り込み抑制部材２０が太陽電池セルユニット２を包囲するように配置されている。この場合であっても、着色樹脂シート２１の受光面１２ａ側への回り込みを効果的に抑制することができる。
　なお、硬質の回り込み抑制部材２０は、例えば、セラミックスにより形成することもできるし、金属や合金からなる本体を絶縁層によりコーティングした部材により構成することもできる。
　（変形例）
　上記第１～第５の実施形態では、太陽電池モジュールが複数の太陽電池セル１２を備える例について説明した。但し、本発明は、この構成に限定されない。太陽電池モジュールは、ひとつの太陽電池セルを有するものであってもよい。
 １…太陽電池モジュール
 ２…太陽電池セルユニット
 ３…太陽電池セルストリング
 １０…受光面側保護部材
 １１…裏面側保護部材
 １２…太陽電池セル
 １２ａ…受光面
 １２ｂ…裏面
 １３…充填剤層
 １３ａ…着色樹脂層
 １３ｂ…透明樹脂層
 １４…配線材
 ２０…回り込み抑制部材
 ２１…着色樹脂シート
 ２２…透明樹脂シート
 ３０…積層体

Claims (12)

  1. 　着色樹脂層と、前記着色樹脂層の上に配置された透明樹脂層と、
    　前記着色樹脂層と前記透明樹脂層との間において、裏面が前記着色樹脂層側を向き、受光面が前記透明樹脂層側を向くように配置された太陽電池セルと、
    　前記着色樹脂層と前記透明樹脂層との間において、前記太陽電池セルの外縁に沿って配置されている回り込み抑制部材と、
     を備える、太陽電池モジュール。
  2. 　前記回り込み抑制部材は、板状部材により構成されている、請求項１に記載の太陽電池モジュール。
  3. 　前記回り込み抑制部材は、前記太陽電池セルと、前記着色樹脂層及び前記透明樹脂層の少なくとも一方とに接着されている、請求項１または２に記載の太陽電池モジュール。
  4. 　前記回り込み抑制部材は、前記太陽電池セルの裏面に接着されている、請求項３に記載の太陽電池モジュール。
  5. 　前記回り込み抑制部材は、前記透明樹脂層に接着されている、請求項４に記載の太陽電池モジュール。
  6. 　前記回り込み抑制部材は、前記太陽電池セルを包囲するように設けられている、請求項１～５のいずれか一項に記載の太陽電池モジュール。
  7. 　前記太陽電池セルが複数設けられており、
    　前記回り込み抑制部材は、前記複数の太陽電池セルが設けられた領域を包囲するように配置されている、請求項１～６のいずれか一項に記載の太陽電池モジュール。
  8. 　前記回り込み抑制部材の融点は、前記着色樹脂層の融点よりも高い、請求項１～７のいずれか一項に記載の太陽電池モジュール。
  9. 　着色樹脂層と、前記着色樹脂層の上に配置された透明樹脂層と、前記着色樹脂層と前記透明樹脂層との間において、裏面が前記着色樹脂層側を向き、受光面が前記透明樹脂層側を向くように配置された太陽電池セルとを備える太陽電池モジュールの製造方法であって、
    　前記着色樹脂層を構成するための着色樹脂シートと、前記透明樹脂層を構成するための透明樹脂シートとの間に、太陽電池セルを配置すると共に、前記太陽電池セルの外縁に沿うように回り込み抑制部材を配置することにより積層体を形成し、
    　前記積層体を加熱してラミネートすることにより前記太陽電池モジュールを得る、太陽電池モジュールの製造方法。
  10. 　前記回り込み抑制部材を、前記太陽電池セルと、前記着色樹脂層及び前記透明樹脂層の少なくとも一方とに接着させて前記積層体を形成する、請求項９に記載の太陽電池モジュールの製造方法。
  11. 　前記回り込み抑制部材として、前記着色樹脂シートよりも高い粘度を有する部材を用いて前記ラミネートする、請求項９または１０に記載の太陽電池モジュールの製造方法。
  12. 　前記回り込み抑制部材として、前記着色樹脂シートよりもメルトマスフローレイトが小さい部材を用いる、請求項９～１１のいずれか一項に記載の太陽電池モジュールの製造方法。
PCT/JP2012/053258 2011-02-24 2012-02-13 太陽電池モジュール及びその製造方法 WO2012114918A1 (ja)

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